Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Цель исследования — выявить закономерности пространственно-временного распределения популяций потенциально вредных, в том числе инвазионных, видов саранчовых на юге азиатской части Российской Федерации и в сопредельных регионах, разработать на основе эколого-географического моделирования возможные сценарии изменений этого распределения для ближайших десятилетий и выделить районы, критически важные для мониторинга популяций как потенциальных вредителей, так и редких представителей отряда. Cформирован набор модельных массовых и редких видов саранчовых и других прямокрылых региона. В него входят все основные потенциальные вредители: итальянская (Calliptamus italicus) и азиатская саранча (Locusta migratoria migratoria), а также нестадные саранчовые комплексы крестовой (Arcyptera microptera s.l.) и белополосой кобылок (Chorthippus albomarginatus s.l.), кобылки: сибирская (Gomphocerus sibiricus), чернополосая (Oedaleus decorus), темнокрылая (Stauroderus scalaris), а также бурый конек (Chorthippus apricarius), малая крестовичка (Dociostaurus brevicollis), атбасарка (D. kraussi) и Trilophidia annulata. Набор редких видов включает прямокрылых из Красного списка МСОП (Saga pedo, Onconotus spp.), Красной книги РФ (Saga pedo) и Красных книг регионов, а также виды, перспективные для охраны. Выявлен набор возможных инвазионных видов саранчовых.Это в первую очередь потенциальные вредители, биогеоценотическая деятельность которых актуальна для сопредельных с Россией полупустынных и пустынных районов Казахстана: туранский (Calliptamus turanicus) и пустынный прусы (C. barbarus), пустынная крестовичка (Dociostaurus tartarus) и туркменская кобылка (Ramburiella turcomana), а также североамериканский Melanoplus differentialis, устойчивая инвазионная популяция которого недавно сформировалась в Южной Корее. Определены географические координаты для максимально возможного набора точек нахождения, приведенных в опубликованных ранее работах, других открытых источниках или указанных на этикетках коллекционных экземпляров, следующих видов прямокрылых: массовых — итальянская саранча, светлокрылый прус, чернополосая кобылка и редких — Montana striata, Aeropedellus baliolus, Stenobothrus newskii. Сравнительный анализ наборов моделей для двух эндемичных видов саранчовых: равнинно-низкогорного Aeropedellus baliolus и высокогорного Stenobothrus newskii показал, что, как правило, добавление в набор переменных, используемых для построения моделей, дополнительных параметров приводит к улучшению качества моделей. Установлено, что использование стандартных биоклиматических параметров позволяет выявить районы, перспективные для существования вида (то есть, по сути, охарактеризующие отображение его потенциальной экологической нише на карте). Так, для Aeropedellus baliolus подобные территории располагаются в степном Зауралье и в степных высотных поясах Тарбагатая и южной части Горного Алтая, а для Stenobothrus newskii — в высокогорьях Тарбагатая, Калбинского хребта, Восточного Саяна и Хангая. Подтверждено ранее сделанное заключение [Popova et al., 2022], что среднемесячные величины потока солнечной радиации могут служить эффективными предикторами, особенно в сочетании с другими параметрами. Выяснено, что распределение абсолютных высот, типов почвенного и растительного покрова объясняет значительную часть дисперсии (более 40 %). Таким образом, использование для построения моделей дополнительных наборов параметров представляется весьма перспективным, особенно для видов с незначительным числом известных точек обнаружения, в том числе в горных районах. Вместе с тем, очевидно, что при использовании разных наборов переменных их значимость оказывается разной. Как правило, велик вклад абсолютных высот и количественных параметров, характеризующих почвенный либо растительный покров. Сравнительный анализ моделей эколого-географического распределения массовых и потенциально вредных видов саранчовых — итальянской саранчи, светлокрылого пруса, чернополосой кобылки — и редкого кузнечика Montana striata показал, что для популяций итальянской саранчи в восточной части ее ареала главные параметры, влияющие на особенности их пространственного распределения, — это среднегодовые температуры, среднемесячные амплитуды температуры, минимальные температуры самого холодного месяца и сумма осадков самого влажного квартала, а также сезонные вариации осадков. Для родственного светлокрылого пруса наиболее значимы среднегодовые температуры, средние температуры и сумма осадков самого влажного квартала. Сходная картина выявлена и для чернополосой кобылки в азиатской части ареала вида. Для Montana striata в восточной части ареала ведущими факторами являются опять-таки среднегодовые температуры, средние температуры самого влажного квартала и годовая сумма осадков. Сравнительный анализ карт распространения и моделей эколого-географического распределения массовых и потенциально вредных видов саранчовых — итальянской саранчи, светлокрылого пруса, чернополосой кобылки (двух последних видов — совместно с организацией партнером) — показал, что для наиболее хорошо исследованного итальянского пруса для периодов до 1960, 1961–1997, 2001–2021 гг. (после основной вспышки массового размножения) не прослеживаются какие-то заметные сдвиги границ ареала на север, северо-восток и восток. Сопоставление моделей эколого-географического распределения итальянской саранчи за три последовательных временных промежутка (до 1960, 1961–1997 и 1998–2021 гг.) подтверждает отсутствие заметных перестроек в размещении популяций вида. Обобщенная модель, построенная по всему массиву точек находок вида до 2021 г., в целом соответствует моделям для трех временных промежутков. На карте хорошо видны оптимальные для итальянской саранчи районы на юго-востоке Западно-Сибирской равнины, в Восточном и Юго-Восточном Казахстане. Прогнозные модели демонстрируют возможность расширения ареала вида на север и даже северо-восток, но при этом сохраняется высокая значимость и современных районов размножения итальянской саранчи. Сравнение моделей эколого-географического распределения светлокрылого пруса показало, что районы, в пределах которых вид может существовать с вероятностью боле 50%, располагаются по всему югу Западной Сибири, вплоть до Зауралья, т. е. значительно западнее реальных границ ареала, и на югe Срeдне-Сибирского плоскогорья (намного севернее). Анализ прогнозных моделей позволяет прийти к заключению о том, что основные районы расселения вида на юге Средней и Восточной Сибири, на юге Дальнего Востока, на севере и северо-востоке Монголии и северо-востоке Китая в основном сохранятся, однако возможно формирование новых для вида областей с высокой численностью в более северных районах и даже в Тянь-Шане. Сопоставление аналогичных моделей для чернополосой кобылки подтвердило очень хорошую представленность пригодных для вида местообитаний в степных и полупустынных районах Азии. В ближайшие десятилетия возможен сдвиг северной граница ареала на север — до юга Среднесибирского плоскогорья и даже Центральной Якутии — при некотором ухудшении условий для обитания вида на юге Западной Сибири и севере Казахстана, а также в Восточной и Внутренней Монголии. Для очень редкого кузнечика Montana striata установлена возможность существования его популяций не только в лесостепной и степной зонах Западной Сибири и Казахстана, но и на юге лесной зоны Западно-Сибирской равнины, а также в Казахском мелкосопочнике.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Цель исследования — выявить закономерности пространственно-временного распределения популяций потенциально вредных, в том числе инвазионных, видов саранчовых и других прямокрылых на юге азиатской части Российской Федерации и в сопредельных регионах, разработать на основе эколого-географического моделирования возможные сценарии изменений этого распределения для ближайших десятилетий и выделить районы, критически важные для мониторинга популяций как потенциальных вредителей, так и редких представителей отряда. В 2023 г. по опубликованным и неопубликованным данным определены географические координаты максимально возможного набора точек нахождения таких массовых и редких видов прямокрылыx, как барабинская трещотка Angaracris barabensis, Asiotmethis jubatus, Arcyptera albogeniculata, A. fusca, A. meridionalis, A. microptera, A. orientalis, Bicolorana bicolor, кобылка Скалозубова Celes skalozubovi, бурый конек Chorthippis apricarius, Clinotettix ussuriensis, Decticus nigrescens, Elimaea fallax, сибирская кобылка Gomphocerus sibiricus, перелетная саранча Locusta migratoria, Melanoplus differentialis, Miramiola pusilla, восточная чернополосая кобылка Oedaleus infernalis, Paracyphoderris erebeus, восточная бескрылая кобылка Prumna primmnoa. Сформированная база данных о распространении прямокрылых в регионе исследований содержит 3780 записей о точках нахождения с их географическими координатами. Из них 3689 записей относится к модельным видам проекта (в том числе 841 запись — по материалам организации-партнера). Сравнительный анализ цифровых карт распостранения нескольких видов саранчовых, обитающих в Западной Сибири и Северном Казахстане (Angaracris barabensis, Arcyptera microptera, Celes skalozubovi и Chorthippus apricarius), показал отсутствие каких-то заметных сдвигов границ их ареалов. Почти все различия в размещении точек нахождения этих видов до середины XX в. и в последующие десятилетия объясняются неравномерной изученностью регионов во времени и пространстве. Сравнительный анализ сгенерированных на данном этапе моделей эколого-географического распределения, в том числе прогнозных, как массовых и потенциально вредных, так и редких видов прямокрылых в регионе исследований методом максимальной энтропии, во-первых, показывает хорошее соответствие таких моделей (при использовании набора биоклиматических переменных 1970–2000 гг.) реальной картине распределения точек нахождения, во-вторых, позволяет выделить районы возможного обитания каждого вида в слабо изученных регионах, в-третьих, дает возможность выделить наиболее значимые для каждого вида биоклиматические переменные, в-четвертых, для части видов удается выделить участки, благоприятные для их обитания, за пределами их современных ареалов. Все сгенерированные модели поддержаны статистически очень хорошо (AUC > 0.9) или хорошо (0.9–0.8). Для массовых, особенно потенциально вредных, прямокрылых подобные модели позволяют оценить площади, на которых при благоприятных условиях (особенно погодных) возможно значительное повышение численности. Для редких — оценить всю территорию, на которой вероятно существование популяций вида, а также выделить районы, в которые при необходимости вид можно интродуцировать. Для северо-американского Melanoplus differentialis удается выделить районы его возможной инвазии, в том числе на юге Дальнего Востока РФ. Сопоставление картографических моделей распространения итальянской саранчи Calliptamus italicus, сгенерированных для временных последовательностей, показывает перспективность подобных сопоставлений, в первую очередь для делимитации территорий, на которых вероятно формирование вспышек массового размножения. Сравнительный анализ сгенерированных на данном этапе эллипсоидальных многомерных моделей экологических ниш как массовых и потенциально вредных, так и редких видов прямокрылых в регионе исследований, во-первых, показывает удовлетворительное соответствие таких моделей (при использовании набора биоклиматических переменных 1970–2000 гг.) реальной картине распределения точек нахождения, во-вторых, демонстрирует очевидное сходство картографических отображений моделей данного типа и моделей, созданных с помощью метода максимальной энтропии, а в-третьих, показывает, что уровни пригодности условий обитания, оцениваемые таким методом, существенно ниже таковых, получаемых методом максимальной энтропии. Вместе с тем существенно, что пакет 'ellipsenm' позволяет сравнивать многомерные модели экологических ниш разных видов, что в том числе дает возможность вычленить комплексы потенциальных вредителей, сходно реагирующих на изменения окружающей среды. Сравнительный анализ моделей эколого-географического распределения нескольких как массовых, так и редких видов, сгенерированных для актуальных условий и для прогнозных периодов 2021–2040 и 2041–2060 гг. на основе максимально возможного набора метеоданных по модели CNRM-ESM2-1 и сценарию развития 3–7.0, предполагающему значительное увеличение концентрации парниковых газов в тропосфере и соответствующее заметное увеличение средних температур, показывает отсутствие каких-то общих трендов. Так, для одного из основных вредителей — перелетной саранчи прогнозируется значительное смещение оптимальных районов обитания на север (в современную южную часть таежной зоны) и на восток (в том числе на юг Дальнего Востока). Сходные изменения прослеживаются для редкого, связанного в основном с сухими степями Asiotmethis jubatus. Прогнозные сценарии для Angaracris barabensis и сибирской кобылки объединяют разнонаправленные изменения: значительное снижение оптимальности обитания в западных частях ареалов в переделах региона исследований (юг Западной Сибири и север Казахстана) и дальнейшее улучшение условий или их сохранение на том же уровне в восточных частях ареалов, причем возможно и дальнейшее улучшение условий обитания этих саранчовых в Якутии. Для Prumna primnoa можно ожидать почти повсеместное ухудшений условий по всему югу современного ареала, смещение оптимальных областей в более северные районы. В то же время прогнозы для редкого реликтового Paracyphoderris erebeus, популяции которого приурочены преимущественно к таежным ландшафтам, показывают отсутствие каких-то заметных перестроек области его обитания.